机器人自动化的意想不到的优势

要了解 Stabiltec 购买机器人的原因，您甚至不必走进工厂。在公司位于路易斯安那州帕克斯的生产设施外，一个显眼的“正在招聘”标志将“CNC 机械师”列为空缺职位列表的首位。只要石油和天然气行业（Stabiltec 所服务的市场）业务持续强劲，该标志几乎肯定会一直存在。该公司安装了机器人作为一种方式来保持其机床的运转，同时尽可能有效地利用其有限的劳动力资源，因为雇主无法填补当前业务活动所证明的所有熟练制造职位。

事实上，公司共同所有人 Keith Boutte 表示，该工厂几乎肯定会购买另一台机器人。公司转向自动化带来的意想不到的好处使这项投资的利润大大超过了这些人的预期。

对于熟练的员工来说太简单了

Stabiltec 生产一系列用于石油和天然气钻探的井下工具。该范围本身就是使制造商与众不同的一部分。这家后来成为 Stabiltec 的公司成立于 25 年前，但仅在过去 3 年的一系列收购使其成为一家单一来源的制造商，不仅生产用于钻孔的组件，还生产用于测量和评估钻孔的诊断硬件洞。

定向钻井是一门专业。 Stabiltec 为石油和天然气钻探系统提供机加工零件，这些钻探系统垂直进入地下，但通过钻头的渐进电弧水平到达地下储量。 Boutte先生根据提供定向钻井产品的不同OEM厂商的各种需求，设计定向钻井系统组件。

制造这些组件的挑战是某些零件需要熟练的加工。弯曲多达 3 度的地下外壳部分是通过车削操作进行加工的，这需要在车床上进行不寻常的设置。具体而言，将零件的一端转直后，通过偏离中心线的设置将另一端转为故意“弯曲”。因此，在大多数车削零件上会被认为是极端错误的大量跳动和偏离平行度被故意加工到这些组件中。熟练的操作员必须操作这些部件。

Stabiltec 的问题是这些技术熟练的员工供不应求，而其他加工工作占用了他们太多的时间。传动部件是主要的例子。这些部件本质上是万向节的组成部分，使地下钻机在逐渐弯曲的同时保持旋转。传动部件的关键性和价值不亚于外壳部分，但传动部件的设置要简单得多。由于使用桥式起重机将这些零件操纵到机床中的相对不熟练的工作，Stabiltec 失去了太多的劳动力。一旦公司经理意识到他们无法通过招聘来满足他们对熟练劳动力的需求，他们就会决定通过自动化这样的步骤来释放现有的劳动力。

但是自动化的正确方法是什么？该公司表示，机器人自动化并不是它考虑的第一选择。

机器人细胞的原因

尽管传动部件因客户而异，但它们的共同点是车削、铣削和钻孔的某种组合。出于这个原因，公司领导最初认为多任务处理将是实现更高劳动效率加工的正确方法。以前，加工每个零件都需要在车床和加工中心上进行操作。切换到能够在一个循环中进行车削、铣削和钻孔的机床将只剩下一台机床来装载零件。运营商的角色因此会减少。

然而，更深入的分析表明，多任务处理并不是该应用程序的理想解决方案。一个缺点是成本。由于通孔钻孔和钻孔操作，机器需要有很长的行程才能容纳长工具。一台大到足以完成这项工作的多任务机器的成本将与 Stabiltec 最终为现在从事这项工作的机器人、车床和加工中心支付的总价格相同。

另一个缺点是吞吐量。多任务机床既可以车削工件，也可以铣削工件，但不能同时进行这两种操作。让工作在车床和加工中心之间保持分开会更有效率，因为机器可以同时在不同的工件上执行这些操作。可重复的机器人装载将消除涉及多台机器的过程中典型的处理或设置错误的风险。

支持机器人单元的最后一个论点又回到了劳动力上。多任务机器将减少对劳动力的需求，但机器仍然需要操作员来装载它。相比之下，机器人单元将使车间能够在很长一段时间内省去加工传动部件的劳动力。

现在，这些零件在一个单元中运行，其中一台容量为 165 公斤的 FANUC Robotics R-2000iB 机器人装载和卸载 Mighty USA Viper VT36CL-2000 数控车床和 Haas VF-5XT 立式加工中心。该公司在白天解放操作员并继续生产到深夜的基础上证明了整个单元的合理性。然而，一旦该单元启动并运行，该公司开始看到其他非常真实的自动化生产回报来源。

意想不到的好处

这些额外的好处包括以下所有内容：

1。更好的合同定价 . Stabiltec 正在以高混合、低容量模式使用机器人。订单数量通常小至 10 件。然而，当车间确实拥有稳定数量的奢侈品时，机器人的持续生产使车间能够可靠地预测时间和成本。这种可预测性允许更紧的利润。因此，机器人单元的短期加工和合同生产之间的定价差异大于任何其他生产资源。在节省价格的基础上，一些以前从未承诺过年度生产合同的客户现在与 Stabiltec 签订了合同。

2。更容易内包 .通过扩大传动部件的产能，机器人单元使公司能够将已经外包给供应商的各种其他部件带回内部。以前，该公司将大量加工外包，以至于将这项工作带入内部似乎需要六台新机器和六名新员工才能参加。机器人单元改变了这幅画。自动化单元本质上代表了集中在一个紧凑系统中的大量潜在容量。这种集中和简化的能力可以吸收大量工作，从而允许大量内包。

3。客户知识产权保护 . Stabiltec 不直接向油田销售；它为原始设备制造商生产零件。这意味着该商店可以在其他市场之前获得原始设备制造商的设计。通过限制外包来保持这些设计接近有助于商店获得客户的信任。因此，机器人提供的内包能力不仅是一种效率优势，也是一种营销优势。

4。更容易开展其他业务 .传动部件的加工需求使其成为自动化的合理目标，但 Stabiltec 很快发现它们在市场上的地位也使它们成为机器人单元生产的理想选择。 Stabiltec 以定向钻井而闻名，该公司经常受到希望为新设计生产定向钻井传输系统的 OEM 的青睐。生产这种核心产品有效地帮助公司建立关系，而这种关系往往会带来额外的商业机会。换句话说：使用自动化来尽可能做好让您踏上大门的工作。

5。更大的灵活性 .这似乎违反直觉，但该公司表示，机器人装载的机器比员工监督的机器更灵活。这是因为机器人能够瞬间“学习”一个新的过程。人类不会这样做。人类员工必须接受培训并逐渐过渡到一套改变的程序，但机器人可以在一天内重新部署和重新编程，而不会恢复到过时的习惯。

他说，这样的变化即将发生。现在，太多的传动零件加工是在车床上进行的。加工中心经常处于等待状态。因此，Stabiltec 将增加一台额外的车床来拆分该单元中的车削工作。机器人将被重新编程以在这三台机器之间而不是当前的两台机器之间转移工作。这台新车床不必像现在的那么大，因为所有长工具钻孔和镗孔都将保留在第一台机器上。因此，以相对便宜的机床价格，车间将实现自动化单元的更多潜在生产力。

更多容量即将到来

Boutte 先生说，焊接很可能是机器人自动化的下一个候选者。与机械加工类似，某些焊接操作涉及简单且重复性的任务，使员工远离高技能工作。在加工领域，机器人展示了将这些简单任务自动化的价值。事实上，机器人就像人类员工的一个地方是商店的 Global Shop Solutions ERP 系统。该商店在该软件中为机器人提供了一个员工代码，以便它可以跟踪机器人的性能，以替代手动装卸。基于此跟踪，该公司可以说，该机器人已将与传动部件加工相关的人工成本降低了 76%，同时将传动部件加工能力提高了 49%。

还有更多的能力可以赢得。在添加第二台车床后，Boutte 先生说最大的剩余限制将是占地面积。一个如此简单的因素可能如此重要可能看起来令人惊讶，但在 Stabiltec 的案例中，这种限制已被证明确实是有限的。简而言之，在机器人触手可及的范围内放置库存的空间有限。因此，这个空间决定了电池可以提供多少产量。事实上，正是由于这个限制，细胞还没有运行完整的 24 小时——通常一天运行 16 到 20 小时。为了克服这个简单的障碍，该公司正在探索一种简单的解决方案：一个垂直机架系统，它将显着增加电池的输出。